Grupo de cientistas de IAG, Nasa e universidades cria mapa 3D de nebulosa

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Foto: Divulgação / IAGAstrônomo Augusto Damineli mostra deformações do Homúnculo em modelo 3D produzido pelo Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI – Campinas) a partir do novo mapeamento da nebulosa
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Astrônomo Augusto Damineli mostra deformações do Homúnculo em modelo 3D produzido pelo Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer (CTI – Campinas) a partir do novo mapeamento da nebulosa

Com informações da Assessoria de Comunicação do IAG

Considerada a mais luminosa da galáxia e com uma massa que supera mais de 100 vezes a do Sol, a estrela Eta Carinae é uma das mais estudadas da Via Láctea. Um grupo de nove astrofísicos acaba de dar mais um passo para entender a formação dessa estrela:  a produção do primeiro mapa tridimensional da nebulosa de poeira que a envolve, conhecida como Homúnculo.

Entre os autores do trabalho publicado hoje no periódico científico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, está Augusto Damineli, professor do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP e um dos principais especialistas no assunto – Damineli estuda a Eta Carinae há mais de 20 anos e foi um dos primeiros a afirmar que ela se tratava, na verdade, de um sistema binário, ou seja, formado de duas estrelas.

O Homúnculo, nome dado por ter a forma de um homem pequeno, foi criado por uma grande explosão observada no ano de 1843. Essa nebulosa, que é uma imensa nuvem de gases e poeira cósmica, vem se expandindo desde então na forma de dois lóbulos, constituídos de uma casca fina de poeira com cerca de 15 vezes a massa do Sol e 3 trilhões de quilômetros de extensão. O sistema binário de estrelas fica no encontro desses dois lóbulos.

Foto: Divulgação / IAG Impressão 3D do Homúnculo
Foto: Divulgação / IAG
Impressão 3D do Homúnculo

O trabalho The three-dimensional structure of the Eta Carinae Homunculus se destaca por mostrar, além da forma bipolar do Homúnculo, já conhecida, uma série de protuberâncias, depressões, buracos e desvio da simetria axial, algo bastante raro para corpos celestes fora do sistema solar. As marcas formam uma espécie de “impressão digital” do nascimento da nebulosa. A nuvem de gás e poeira, ao ser ejetada pela estrela principal do par binário, interagiu com o material que estava acumulado no plano orbital do sistema, deixando marcas nele. “É admirável que a nebulosa tenha guardado marcas tão claras da interação que teve o sistema binário, quando ela era um milésimo do tamanho atual”, explica Damineli. Além de representar um marco técnico, o resultado é relevante para o estudo da dinâmica de formação dessa nebulosa.

Além de Damineli, outros dois brasileiros participaram do estudo: Mairan Teodoro, doutor em Astronomia pelo IAG e pós-doutorando no NASA Goddard Space Flight Center; e Jose Henrique Groh, também doutor em Astronomia pelo IAG e pesquisador no Observatório de Genebra, Suíça. Ao todo, nove pesquisadores assinam o artigo.

Cubo de dados

Para realizar o mapeamento, foram utilizados dados obtidos com o espectrógrafo X-Shooter, montado no telescópio VLT do Observatório Europeu do Sul (ESO). A nebulosa foi varrida em 92 posições pela fenda do espectrógrafo, resultando em um “cubo de dados”. A ideia era fazer uma espécie de tomografia olhando somente de uma única direção, já que não era possível olhar o objeto de ângulos diferentes, como é feito com essa técnica na medicina. Os dados foram então tratados com o software SHAPE, desenvolvido por Wolfgang Steffen, pesquisador da Universidade Nacional Autónoma de México (UNAM) e primeiro autor do artigo. Neste vídeo, é possível ver a nebulosa por todos os ângulos.

Foto:  Divulgação: NASA / HSTFotografia do Homúnculo cercado por nebulosa mais velha
Foto: Divulgação: NASA / HST
Fotografia do Homúnculo cercado por nebulosa mais velha

A análise das linhas espectrais do hidrogênio (H2) e da velocidade de expansão da nebulosa permitiu distinguir os dois lados do Homúnculo. Se a velocidade de todos os pontos da superfície fosse a mesma, poderia-se concluir que a nebulosa é esférica. No entanto, em alguns pontos, por exemplo, não existe emissão do hidrogênio, marcando a existência de um buraco. Em outras, a velocidade revela a existência de uma depressão.

Com o mapa tridimensional, foi possível verificar que os dois lóbulos do Homúnculo não são idênticos e não estão perfeitamente alinhados. Encontrou-se, no entanto, um buraco principal polar em cada lóbulo, com alinhamento com o eixo orbital do sistema. Além disso, a depressão no lóbulo mais próximo à Terra é simétrica à depressão encontrada no lóbulo oposto. Outro detalhe descoberto no mapeamento foram protuberâncias saindo da região da “cintura” do Homúnculo. Cada lóbulo apresenta uma protuberância, como uma imagem espelhada da outra.

O desafio agora é descobrir o que produziu essas deformações, que parecem sugerir uma relação de causa e efeito entre os componentes do sistema e a marcas mapeadas no Homúnculo.

Homúnculo em casa

O Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer, em Campinas, produziu um print 3D usando o cubo de dados produzido pelo programa SHAPE. Os interessados em obter um modelo material do objeto celeste podem baixar a versão para ABS ou outro material ou a versão para acrílico e imprimi-lo em uma  impressora laser 3D.

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